双面板布线技巧PCB布线设计.doc

PCB布线设计原则1.多层布线选择在当今剧烈竞争的电池供电市场中，由于成本指标限制，设计人员经常使用双面板。尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势，成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略，采用双面板。2.自动布线的优缺陷以及模拟电路布线的注意事项设计PCB时，往往很想使用自动布线。通常，纯数字的电路板(特别信号电平比较低，电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是，在设计模拟、混合信号或高速电路板时，假如采用布线软件的自动布线工具，也许会出现一些问题，甚至很也许带来严重的电路性能问题。3.电路布线的注意事项（1）在手工布线时，尽量采用地平面作为电流回路；将模拟地平面和数字地平面分开；假如地平面被信号走线隔断，为减少对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路板边沿放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以减少由数字开关引起的di/dt效应。厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。但是，更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层，以减少电磁干扰。（2）电路接地方式的考虑原则。当电子线路中信号工作频率小于1MHz时。由于布线与元器件问的电感影响较小，而接地电路形成的环流也许形成较大的干扰，应当考虑单点接地。当工作频率大于10MHz时。地线阻抗变得很大。此时应考虑减少地线阻抗。可采用多点接地。当工作频率在1～10MHz时。也应尽量考虑多点接地。在只有数字电路组成的PCB板接地时，要将接地电路做成闭式环路．可明显提高电路的抗干扰能力。图1假如不能采用地平面，可以采用“星形”布线策略来解决电流回路PCB上的接地连接如要考虑走线时，设计应将走线尽量加粗。这是一个好的经验法则，但要知道，接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽度，此处“末端”指距离电源连接端最远的点。应避免地环路。（3）假如不能采用地平面，应采用星形连接策略(见图1)。通过这种方法，地电流独立返回电源连接端。图1中，注意到并非所有器件都有自己的回路，U1和U2是共用回路的。如遵循以下第4条和第5条准则是可以这样做的。(4)数字电流不应流经模拟器件。数字器件开关时，回路中的数字电流相称大，但只是瞬时的，这种现象是由地线的有效感抗和阻抗引起的。对于地平面或接地走线的感抗部分，计算公式为V=Ldi/dt，其中V是产生的电压，L是地平面或接地走线的感抗，di是数字器件的电流变化，dt是连续时间。对地线阻抗部分的影响，其计算公式为V=RI,其中，V是产生的电压，R是地平面或接地走线的阻抗，I是由数字器件引起的电流变化。通过模拟器件的地平面或接地走线上的这些电压变化，将改变信号链中信号和地之间的关系(即信号的对地电压)。(5)高速电流不应流经低速器件。图2分隔开的地平面有时比连续的地平面有效，图b)接地布线策略比图a)的接地策略抱负与上述类似，高速电路的地返回信号也会导致地平面的电压发生变化。此干扰的计算公式和上述相同，对于地平面或接地走线的感抗，V=Ldi/dt；对于地平面或接地走线的阻抗，V=RI。与数字电流同样，高速电路的地平面或接地走线通过模拟器件时，地线上的电压变化会改变信号链中信号和地之间的关系。（6）不管使用何种技术，接地回路必须设计为最小阻抗和容抗。（7）如使用地平面，分隔开地平面也许改善或减少电路性能，因此要谨慎使用。分开模拟和数字地平面的有效方法如图2所示。图2中，精密模拟电路更靠近接插件，但是与数字网络和电源电路的开关电流隔离开了。这是分隔开接地回路的非常有效的方法。4.旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等问题（1）旁路或去耦电容图3在模拟和数字PCB设计中，旁路或去耦电容(1mF)应尽量靠近器件放置。供电电源去耦电容(10mF)应放置在电路板的电源线入口处。所有情况下，这些电容的引脚都应较短在布线时，模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容，都需要靠近其电源引脚连接一个电容，此电容值通常为0.1mF。系统供电电源侧需要另一类电容，通常此电容值大约为10mF。这些电容的位置如图3所示。电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短，且要尽量靠近器件(对于0.1mF电容)或供电电源(对于10mF电容)。在电路板上加旁路或去耦电容，以及这些电容在板上的位置，对于数字和模拟设计来说都属于常识。但有趣的是，其因素却有所不同。在模拟布线设计中，旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号，假如不加旁路电容，这些高频信号也许通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。一般来说，这些高频信号的频率超过模拟器件克制高频信号的能力。假如在模拟电路中不使用旁路电容的话，就也许在信号途径上引入噪声，更严重的情况甚至会引起振动。对于控制器和解决器这样的数字器件，同样需要去耦电容，但因素不同。这些电容的